Kaliumferraat

Kaliumferraat is 'n sout van kalium met die suurres FeO2−4 wat yster in sy seldsame 6+-oksidasietoestand bevat.

Eienskappe

Algemeen
Naam	Kaliumferraat
Struktuurformule van
Chemiese formule	K2FeO4
Molêre massa	198,04 g/mol
CAS-nommer	13718-66-6
Voorkoms	Swart of donkerpers vastestof
Fasegedrag
Selkonstantes	a=770,5; b=586,3;c=1036 pm
Ruimtegroep	Pnma
Nommer	62
Strukturbericht	H1₆
Smeltpunt	>400 °C
Kookpunt
Digtheid
Oplosbaarheid	>0,51 [mM/L]; (pH=9,2)
Suur-basis eienskappe
pKa
Veiligheid
Flitspunt	onbrandbaar
Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.
Portaal Chemie

Die stof is 'n sterk oksideermiddel.

Kristalstruktuur

Kaliumferraat kristalliseer in 'n ortorombiese struktuur. Dit is isostruktureel met kaliumsulfaat. Die struktuur is bekend as die H1₆-struktuur van die strukturbericht-klassifikasie. Yster word omring deur 'n tetraëder van suurstofatome.

Vervaardiging

Daar is verskeie maniere om hierdie stof te verkry:

1. Elektrolities: 'n ysteranode in NaOH/KOH
2. Die droë metode: verhitting van ysteroksiede onder sterk basiese omstandighede en suurstof; dit kan nogtans tot ontploffings lei
3. Die nat metode: 'n Fe(III)sout word geoksideer onder basiese omstandighede met 'n oksideermiddel soos hipochloriet of chloor.

Li et al. gebruik yster(III)nitraatnonahidraat Fe(NO₃)₃.9H₂O en 'n oplossing van KClO

Eienskappe

Die sout is in water nie goed oplosbaar nie, maar oplossings van 0,51 mM kan vervaardig word. Sy stabiliteit hang sterk van die pH af. Die spoed waarmee dit ontbind is minimaal by pH=9,2-9,4. Die ferraatioon is egter veral 'n sterk oksideermiddel by laer waardes van die pH:

$FeO_{4}^{2-}+8H^{+}+3e^{-}\rightarrow Fe^{3+}+H_{2}O\ E^{\ominus }=\ +2,20V$

$FeO_{4}^{2-}+4H_{2}O+3e^{-}\rightarrow Fe(OH)_{3}+5OH^{-}\ E^{\ominus }=\ +0,72V$

Fotokatalise

Die ferraatioon besit ook fotokatalitiese eienskappe wat die oksidasie kan bevorder. Ultraviolette straling veroorsaak optiese absopsie wat tot ladingsoordrag van die suurstofligande na die sentrale Fe(VI) en daarmee tot die vorming van baie reaktiewe Fe(V)- en Fe(IV)-spesies lei.

Paramagnetisme

Die Fe(VI)ioon het 'n [Ar]3d²-konfigurasie. Die ioon het twee ongepaarde d-elektrone wat dit paramagneties met 'n μ_eff =2,85 Bohr magnetons moet maak, indien die spin-alleen-aanname geldig is. Die waarde wat gemeet is, is 3,05±0,10 Bohr magnetons.

Gebruike

Die stof word in die suiwering van vars water vir die drinkwatervoorsiening gebruik. Die reaksieprodukte van ferraat is nie-toksiese yster(III)verbindings. Dit oksideer organiese besoedeling soos BPA en vorm yster(III)kolloïede wat na aggregasie neerslaan en daarna verwyder kan word. Baie onsuiwerhede adsorbeer daaraan en word so ook verwyder. Die eienskappe van die ferraatioon is veral interessant omdat dit ook in staat is om toksiese vorms van besoedeling soos bromo- of chlorobenseen af te breek.